[被动式] 地源热泵 | 毛细管网辐射系统的冷热源

2018/09/06177 作者：佚名

导读：「五恒系统」四季轮回，五恒智慧恒温、恒湿、恒氧、恒洁、恒静于细微处知冷暖让生活回归生态前期内容回顾：五恒系统：五恒系统以节能为基础、以智慧控制为核心、以舒适健康为目标。通过建筑调温和空气调节系统结合使用，来控制室内的温湿度和

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五恒系统

」

四季轮回，五恒智慧

恒温、恒湿、恒氧、恒洁、恒静

于细微处知冷暖

让生活回归生态

前期内容回顾：

五恒系统：五恒系统以节能为基础、以智慧控制为核心、以舒适健康为目标。通过建筑调温和空气调节系统结合使用，来控制室内的温湿度和空气的清新度，使室内24小时恒定保持恒温，恒湿，恒氧，恒净，恒静的“五恒”效果。

毛细管网辐射系统：作为五恒系统中制冷和供暖的末端系统，是模仿人体毛细血管的供回水主干管构成的管网系统，它通过各种传感器采集数据，利用终端控制器智能控制每一个房间的温度，以辐射的方式调节室温，具有直径细，阻力小，节能高，无吹风感，散热均匀的优点。

五恒系统运行靠什么供给能源呢？

五恒系统：是通过地源热泵或空气源热泵为系统提供稳定的冷热源，而热泵主机就像人体的心脏。不论选用地源热泵，还是空气源热泵，都属于清洁能源系统，是利用自然界的土壤和空气实现高效节能的制冷和换热。热泵中的冷热源通过预埋在顶面、地面或墙面的毛细管网辐射系统，在建筑体内流动，以辐射换热和空气对流的方式调节室温。

我们先来说一下地源热泵。

什么是地源热泵系统？

地源热泵：指所有使用大地作为冷热源的热泵全部称为地源热泵，包括土壤热泵（即地耦合热泵），地下水热泵，地表水热泵（包括江河湖海的水）等。地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的空调系统。

地源热泵系统的分类

地源热泵系统又可分为：集中式和分户式。

下面主要介绍一下分户式。

分户式地源热泵系统的组成

分户式地源热泵系统：分别由地埋管、地源热泵机组及室内毛细管网组成。地源热泵机组安装在管道井内，无室内机，机组在工作过程中噪音小、不耗水、不产生任何废弃及污染物，使用可再生能源，环保效果显著。

地埋管地源热泵的低位热能主要来源自浅层地下土壤、岩石等介质中，通过管道闭路系统循环水进行热交换。

地源热泵机组安装在管道井内，每个单元为一独立系统，每个独立系统设一组冷热水循环加压泵，扬程与流量由设计确定，可实现分户控制。

室内毛细管网一般可安装在地面、墙体或天花板内，通过把围护结构的一个或多个表面控制在一定温度，形成冷热辐射面，依靠辐射面与人体、家具及其余围护结构表面的辐射热交换进行供暖制冷。

（详细内容请见《被动式 | “五恒”科技，于“细微”处知冷暖》）

地源热泵空调系统中，70%以上的能量是从大地中获得的可再生能源，是目前可以利用的，对环境最友好和最有效的供冷和供暖空调系统。它比空气热泵空调系统节能40%以上，比电采暖节能70%以上，比燃气炉效率提高48%以上，而所需的制冷剂比普通热泵空调减少50%以上。

地源热泵的工作原理

地球是一个最大的太阳能载体，地表-6米以下的土壤及地下水温度一年四季都在10～18℃恒定不变。

夏季：当机组在制冷模式时，就从土壤/水中提取冷量，通过热泵机组把大地的热量集中，并入室内，同时将室内的热量排放到土壤/水中，达到制冷的目的。

冬季：当机组在制热模式时，就从土壤/水中吸收热量，通过热泵机组把大地的热量集中，通过热泵机组运送到室内，起到制热的作用。

地源热泵的系统组成

地源热泵空调系统主要包含地源热泵主机、风机盘管和地下埋管。

主机是一种水冷式的供冷/供热机组。机组由封闭式压缩机、同轴套管式（或板式）水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀（或毛细膨胀管）、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。

机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置，是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。地埋管是埋在地下的部分，不同的地埋管并联连接，再通过不同的集管接入热泵主机。

地源热泵的系统特点

传统热泵空调从空气中提取冷热量面临一个矛盾：天气越热，空气就越热，从空气中提取冷量就越困难；同理，天气越冷，从空气中提取热量就越困难。所以，天越热，空调制冷效果越差；天越冷，空调制热效果越差，越费电。

地源热泵是从大地里提取冷热量。由于大地吸收了47%的太阳能，所以较深的地层能常年保持恒定的地温，它远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍，且效率大大提高。

地源热泵的优点：

稳定性好：地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，常年保持在较适宜的10—20℃范围内，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低。节能高效：地源热泵系统主要利用地下恒定的能量，以电力为辅，节能高效。系统较之常规系统可以为住宅节约40%～50%的能耗，冬季制热时更可节约高达70%的能耗。使用寿命长：地源热泵系统非常的可靠耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，一般室外地下换热部分寿命为50年，地上热泵机组寿命为25年。一机多用：地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统，一步到位，高效便捷。环保可再生：地源热泵的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不会产生有毒气体，也不会发生爆炸，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好。

地源热泵与空气源热泵的区别

地源热泵和空气源热泵都是能量的搬运工，但它们在能源转换上存在很大的差异：

空气源热泵：是通过空气源热泵技术将能量转化。

地源热泵：是采用现有的地能资源。

空气源热泵空调工作的原理和过程：

为了获得室内人体所需的舒适温度，用热泵对室外空气进行升温和降温，并把经加工后符合室内人体所需的舒适温度搬运到室内。

但空气源热泵机组在运行过程中受室外环境影响很大，在夏季室外环境温度很高时，很难把室内热空气排向室外，房间制冷效果差，冬季室外环境温度很低时，制热会有结霜现象，制热效果也差。人们对空气源热泵空调有个形象的比喻：“夏季不制冷，冬季不制热”。在这个过程中，热泵耗用电能作了“两个功”，一个是对室外空气作功，使室外空气温度升高或降低；另一个是搬运作功，为的是把冷、热量搬入房间。

地源热泵空调工作的原理和过程：

地源热泵通过热泵机组，耗用一小部分电能作功，把地表以下10～18℃的温度中所蕴含的能量通过热泵机组运送到室内，在冬季起到制热作用；夏季把室内的热量通过热泵机组输送到地下，起到制冷作用。在这个过程中热泵耗用了电能只作了“一个功”，就是搬运，这就是地源热泵空调比空气源热泵空调节能的原因。地源热泵空调与空气源热泵空调对比地源热泵节能40-60%。

地源热泵的发展意义

地源热泵空调完全不受环境温度影响，且工况稳定，不会造成环境污染及城市热岛效应，是一款最节能的热泵空调机组。很多欧美国家早已开始大力推广，甚至颁布了相关法规明确执行。地源热泵在中国也受到了高度重视，已成为国家重点推荐项目。